CN101452287B - 铁路信号微机联锁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可满足冶金企业铁路运输运营要求的铁路信号微机联锁系统，其特征在于：铁路信号微机联锁系统分为人机对话层、联锁运算层、复核运算层、结合电路层及监控对象层五个物理层次，完成铁路站场的各种信号联锁功能。本发明采用铁路信号微机联锁系统可提高运输效率，改善劳动条件，降低安全事故率、为运输实现现代化管理带来的经济效益，使原现场运输人员逐个扳动弹簧道岔改为由在控制室集中控制道岔并实现了联锁，大大缩短了运输时间，并节约30％以上综合费用，降低设备维修费用，减少维修工作量。
Description
技术领域
本发明是基于现代控制技术、通信技术、计算机技术的控制技术，涉及一种具有极高可靠性和安全性要求的，主要控制信号、道岔、进路动作，结合冶金企业铁路运输线短、站多、机车速度低、调车密度大等特点进行铁路信号微机联锁的，可满足冶金企业铁路运输运营要求的铁路信号微机联锁系统。
背景技术
目前，我国铁路制式6502铁路信号控制是基于电磁继电器的系统，存在：设备笨重、功能单一、维修量大、维护困难、难以与上层管理计算机网络联机、难以与其他现代铁路运输控制系统联网，因而已不适应铁路运输现代化控制和管理的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种以微机为主要技术手段实现车站联锁的系统，具备继电联锁设备的联锁控制功能，利用微机的快速信息处理能力和储存能力，可方便地实现继电联锁设备难以实现的功能，是以实现铁路站场内信号、道岔、轨道电路三者联锁关系的技术保障系统，实现集中对铁路站场的实时监控和自动调度，提高铁路与正线编组站场的安全性、可靠性的铁路信号微机联锁系统。
本发明铁路信号微机联锁系统内容简述：
本发明铁路信号微机联锁系统，其特征在于：铁路信号微机联锁系统分为人机对话层、联锁运算层、复核运算层、结合电路层及监控对象层五个物理层次，完成铁路站场的各种信号联锁功能。
其中：人机对话层是操作人员向联锁运算工业计算机输入操作信息和接受联锁运算工业计算机输出，通过多屏显示器反映被控设备工作状态和行车作业情况的表示信息；
联锁运算层是联锁系统的核心，选排进路、进路锁闭、进路解锁进行联锁运算、故障诊断，联锁逻辑运算功能通过运行联锁软件实现，联锁软件功能是根据联锁要求，对输入的来自人机对话层的操作信息和状态信息进行判别，接受来自复核运算层设备PLC采集的反映信号机、电动转辙机和轨道电路状态的信息，以及联锁运算设备的当前联锁信息分析处理，改变联锁信息，产生相应的输出信息，即信号控制命令和道岔控制命令，传输至复核运算层，设备采用工业计算机，西门子网卡；
复核运算层承担产生结合电路层接口电路工作基准脉冲信号16Hz方波，采集监控对象信息并对其进行分析处理，根据联锁运算设备输出信息和结合电路层采用设备点对点方式采集的当前监控对象状态信息，并将信息通过以太网上报到联锁运算层的OPCSERVER通讯中，进行联锁运算，产生相应驱动，并交付结合电路层的控制电路执行，采用可编程控制器，分布式结构，Profibus DP现场总线；
结合电路层通过PLC输出脉冲信号保证电子继电器频率一致性，将监控对象状态信息电平静→动转换并传递至PLC输入设备，及PLC输出驱动信号动→静转换，结合电路检测站场信号机、道岔、轨道状态表示信息，采用安全型继电器作为被监控设备状态转换，电子继电器与PLC输入与输出设备的动态信号连接；
监控对象层是指微机联锁系统监测、控制的轨道电路、信号机、动力转辙机铁路信号设备，采用原有电气集中设备。
复核运算层与联锁运算层二级互为复核，系统上、下运算层均按双机热备方式，能自动无扰动切换，系统进行故障自诊断、在线维护、语音报警、动态重演、网络复显、远程诊断，通过变换逻辑变量的表达方式，算法冗余技术手段保障系统内信号传递、处理的安全性。
本发明采用铁路信号微机联锁系统可提高运输效率，改善劳动条件，降低安全事故率、为运输实现现代化管理带来的经济效益，使原现场运输人员逐个扳动弹簧道岔改为由在控制室集中控制道岔并实现了联锁，大大缩短了运输时间，并节约30％以上综合费用，降低设备维修费用，减少维修工作量。
附图说明
图1铁路信号微机联锁系统结构框图
具体实施方式
本发明铁路信号微机联锁系统是这样实现的，下面结合附图做具体说明。见图1，铁路信号微机联锁系统分为人机对话层、联锁运算层、复核运算层、结合电路层及监控对象层五个物理层次，能够完成铁路站场的各种信号联锁功能，适用于各种规模的铁路站场。
人机对话层的功能是操作人员通过鼠标操作向联锁运算工业计算机输入操作信息和接受联锁运算工业计算机输出通过多屏显示器反映被控设备工作状态和行车作业情况的表示信息。管理维护机功能是联锁运算工业计算机通过以太网向管理维护机工业计算机提供操作信息、设备信息、故障分析等信息，按时间顺序记录并保存在管理维护机工业计算机。数据量大或远程操作时单独设置客户端控制机采用工业控制计算机机。
联锁运算层采用工业控制机，复核运算层PLC采用西门子S7-400H系列，联锁控制设备采用双机热备，无操作层方式。
联锁运算层是联锁系统的核心，选排进路、进路锁闭、进路解锁等联锁运算、故障诊断等联锁逻辑运算功能通过运行联锁软件实现，联锁软件功能是根据联锁要求(条件)，对输入的来自人机对话层的操作信息和状态信息进行判别，接受来自复核运算层设备PLC采集的反映信号机、电动转辙机和轨道电路状态的信息，以及联锁运算设备的当前联锁信息分析处理，改变联锁信息，产生相应的输出信息，即信号控制命令和道岔控制命令，传输至复核运算层。设备采用工业计算机，西门子网卡。
复核运算层承担产生结合电路层接口电路工作基准脉冲信号16Hz方波，采集监控对象信息并对其进行分析处理，根据联锁运算设备输出信息和结合电路层采用设备点对点方式采集的当前监控对象状态信息(并将信息通过以太网上报到联锁运算层的OPCSERVER通讯中)进行联锁运算，产生相应驱动，并交付结合电路层的控制电路执行。采用可编程控制器，分布式结构，Profibus DP现场总线。
结合电路层通过PLC输出脉冲信号保证电子继电器频率一致性，实现将监控对象状态信息电平静→动转换并传递至PLC输入设备，及PLC输出驱动信号动→静转换，使PLC的输入、输出信息具有故障---安全性能。结合电路用于检测站场信号机、道岔、轨道状态等表示信息。采用安全型继电器作为被监控设备状态转换，电子继电器实现与PLC输入与输出设备的动态信号连接。
监控对象层是指微机联锁系统监测、控制的轨道电路、信号机、动力转辙机等铁路信号设备。采用原有电气集中设备。
复核运算层与联锁运算层实现二级互为复核，系统上、下运算层均按双机热备方式设计，可自动无扰动切换，使系统能长期可靠、稳定工作；系统具有完善的故障自诊断、在线维护、语音报警、动态重演、网络复显、远程诊断等辅助功能；系统设计全面采用故障-安全原则，并通过变换逻辑变量的表达方式，算法冗余等技术手段保障系统内信号传递、处理的安全性。
Claims (2)
1.一种铁路信号微机联锁系统，其特征在于：铁路信号微机联锁系统分为人机对话层、联锁运算层、复核运算层、结合电路层及监控对象层五个物理层次；
其中：人机对话层是操作人员向联锁运算工业计算机输入操作信息和接受联锁运算工业计算机输出，通过多屏显示器反映被控设备工作状态和行车作业情况的表示信息；
联锁运算层是联锁系统的核心，选排进路、进路锁闭、进路解锁进行联锁运算、故障诊断，联锁逻辑运算功能通过运行联锁软件实现，联锁软件功能是根据联锁要求，对输入的来自人机对话层的操作信息和状态信息进行判别，接受来自复核运算层设备PLC采集的反映信号机、电动转辙机和轨道电路状态的信息，以及联锁运算设备的当前联锁信息分析处理，改变联锁信息，产生相应的输出信息，即信号控制命令和道岔控制命令，传输至复核运算层，设备采用工业计算机，西门子网卡；
复核运算层承担产生结合电路层接口电路工作基准脉冲信号16Hz方波，采集监控对象信息并对其进行分析处理，根据联锁运算设备输出信息和结合电路层采用设备点对点方式采集的当前监控对象状态信息，并将信息通过以太网上报到联锁运算层的OPCSERVER通讯中，进行联锁运算，产生相应驱动，并交付结合电路层的控制电路执行，采用可编程控制器，分布式结构，Profibus DP现场总线；
结合电路层通过PLC输出脉冲信号保证电子继电器频率一致性，将监控对象状态信息电平静→动转换并传递至PLC输入设备，及PLC输出驱动信号动→静转换，结合电路检测站场信号机、道岔、轨道状态表示信息，采用安全型继电器作为被监控设备状态转换，电子继电器与PLC输入与输出设备的动态信号连接；
监控对象层是指微机联锁系统监测、控制的轨道电路、信号机、动力转辙机铁路信号设备，采用原有电气集中设备。
2.根据权利要求1所述的铁路信号微机联锁系统，其特征在于：所述的复核运算层与联锁运算层二级互为复核，系统上、下运算层均按双机热备方式，能自动无扰动切换，系统进行故障自诊断、在线维护、语音报警、动态重演、网络复显、远程诊断，通过变换逻辑变量的表达方式，算法冗余技术手段保障系统内信号传递、处理的安全性。
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